کاربن فائبر سے تقویت یافتہ رال میٹرکس مرکب دھاتوں کے مقابلے میں بہتر مخصوص طاقت اور سختی کی نمائش کرتے ہیں، لیکن تھکاوٹ کی ناکامی کا شکار ہیں۔ کاربن فائبر سے تقویت یافتہ رال میٹرکس کمپوزائٹس کی مارکیٹ ویلیو 2024 میں 31 بلین ڈالر تک پہنچ سکتی ہے، لیکن تھکاوٹ کے نقصان کا پتہ لگانے کے لیے صحت کی ساخت کی نگرانی کے نظام کی لاگت 5.5 بلین ڈالر سے اوپر ہو سکتی ہے۔
اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، محققین نینو ایڈیٹوز اور خود شفا بخش پولیمر کی تلاش کر رہے ہیں تاکہ مواد میں شگاف کو پھیلنے سے روکا جا سکے۔ دسمبر 2021 میں، واشنگٹن یونیورسٹی کے رینسلیئر پولی ٹیکنک انسٹی ٹیوٹ اور بیجنگ یونیورسٹی آف کیمیکل ٹیکنالوجی کے محققین نے شیشے کی طرح پولیمر میٹرکس کے ساتھ ایک ایسا مرکب مواد تجویز کیا جو تھکاوٹ کے نقصان کو ریورس کر سکتا ہے۔ مرکب کا میٹرکس روایتی epoxy resins اور خصوصی epoxy resins پر مشتمل ہوتا ہے جسے vitrimers کہتے ہیں۔ عام ایپوکسی رال کے مقابلے میں، وٹریفائنگ ایجنٹ کے درمیان اہم فرق یہ ہے کہ جب اسے نازک درجہ حرارت سے اوپر گرم کیا جاتا ہے، تو ایک الٹنے والا کراس لنکنگ ری ایکشن ہوتا ہے، اور یہ خود کو ٹھیک کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔
یہاں تک کہ 100,000 نقصان کے چکروں کے بعد بھی، مرکبات میں تھکاوٹ کو وقتاً فوقتاً حرارت کے ذریعے 80°C سے اوپر کے وقت تک تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، RF برقی مقناطیسی فیلڈز کے سامنے آنے پر گرم ہونے کے لیے کاربن مواد کی خصوصیات کا فائدہ اٹھانا، منتخب طور پر اجزاء کی مرمت کے لیے روایتی ہیٹر کے استعمال کی جگہ لے سکتا ہے۔ یہ نقطہ نظر تھکاوٹ کے نقصان کی "ناقابل واپسی" نوعیت کو حل کرتا ہے اور جامع تھکاوٹ کی وجہ سے ہونے والے نقصان کو تقریباً غیر معینہ مدت تک ریورس یا موخر کر سکتا ہے، ساختی مواد کی زندگی کو بڑھاتا ہے اور دیکھ بھال اور آپریٹنگ اخراجات کو کم کر سکتا ہے۔
کاربن / سلکان کاربائیڈ فائبر 3500 ° C انتہائی اعلی درجہ حرارت کو برداشت کر سکتا ہے
جانز ہاپکنز یونیورسٹی اپلائیڈ فزکس لیبارٹری کی قیادت میں ناسا کا "انٹرسٹیلر پروب" تصوراتی مطالعہ، ہمارے نظام شمسی سے باہر کی جگہ کو تلاش کرنے کا پہلا مشن ہو گا، جس میں کسی دوسرے خلائی جہاز کے مقابلے میں تیز رفتاری سے سفر کرنے کی ضرورت ہے۔ دور بہت تیز رفتاری سے بہت لمبی دوری تک پہنچنے کے قابل ہونے کے لیے، انٹرسٹیلر پروبس کو "اوبرز پینتریبازی" کرنے کی ضرورت پڑسکتی ہے، جو تحقیقات کو سورج کے قریب لے جائے گا اور سورج کی کشش ثقل کو استعمال کرتے ہوئے تحقیقات کو گہری خلا میں لے جائے گا۔
اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، ڈیٹیکٹر کی سولر شیلڈ کے لیے ہلکا پھلکا، انتہائی اعلی درجہ حرارت والا مواد تیار کرنے کی ضرورت ہے۔ جولائی 2021 میں، امریکی ہائی ٹمپریچر میٹریل ڈیولپر ایڈوانسڈ سیرامک فائبر کمپنی، لمیٹڈ اور جانز ہاپکنز یونیورسٹی اپلائیڈ فزکس لیبارٹری نے ایک ہلکا پھلکا، انتہائی ہائی ٹمپریچر سیرامک فائبر تیار کرنے کے لیے تعاون کیا جو 3500 °C کے زیادہ درجہ حرارت کو برداشت کر سکتا ہے۔ محققین نے براہ راست تبدیلی کے عمل کے ذریعے ہر کاربن فائبر فلیمینٹ کی بیرونی تہہ کو دھاتی کاربائیڈ جیسے سلکان کاربائیڈ (SiC/C) میں تبدیل کیا۔
محققین نے شعلے کی جانچ اور ویکیوم ہیٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے نمونوں کا تجربہ کیا، اور ان مواد نے ہلکے وزن، کم بخارات کے دباؤ والے مواد کی صلاحیت کو ظاہر کیا، کاربن فائبر مواد کے لیے 2000 ° C کی موجودہ بالائی حد کو بڑھایا، اور 3500 ° C پر ایک مخصوص درجہ حرارت برقرار رکھا۔ مکینیکل طاقت، یہ مستقبل میں تحقیقات کی سولر شیلڈ میں استعمال ہونے کی امید ہے۔
پوسٹ ٹائم: جولائی 18-2022